回到目錄 在這一小節中，我們詳細分析BJT的共基組態電路。在BJT的共基組態中，“輸入埠”和“輸出埠”共用BJT的基極端子（故稱為“共基”），形成一個雙埠網路，如下圖所示： 圖 3-3.01 無論是npn型還是pnp型，下式總是成立的，這是我們後面分析的基礎公式： 在後面的分析中，我們都將以n ...
在這一小節中，我們詳細分析BJT的共基組態電路。在BJT的共基組態中，“輸入埠”和“輸出埠”共用BJT的基極端子（故稱為“共基”），形成一個雙埠網路，如下圖所示：
圖 3-3.01
無論是npn型還是pnp型，下式總是成立的，這是我們後面分析的基礎公式：
在後面的分析中，我們都將以npn型晶體管為例進行分析；pnp的分析方法其實是一樣的，只是電流方向相反而已。
在上面圖3-3.01的雙埠網路中，我們有四個參數要研究（VBE, IE, VCB , IC），理論上講，必須固定其中一組電壓與電流，才能對剩下的一組電壓和電流畫伏安特性曲線。但是由於BJT有一個端子被輸入輸出埠共用，所以實際上只有2個自變數。我們以下圖舉例：
圖 3-3.02
上圖中，只有VEE和VCC是自變數，IE和IC都是應變數。比如，我們只要固定了VCC，就可以通過變化VEE，來研究IE-VEE之間的伏安關係。換句話說，某個埠的電流完全由輸入和輸出兩個埠的電壓來控制（這種控制就是BJT的基本作用）。此時，IC的值也完全由VEE和VCC決定，我們在研究IE-VEE伏安關係時，可以不關心IC的值。
再比如，我們也可以調整VEE使IE為固定值，然後通過變化VCC，來研究IC-VCC之間的伏安關係，如下圖所示：
圖 3-3.03
此時，我們調整VEE的主要目的是為了使IE固定，VEE完全可由IE確定，我們在研究IC-VCC伏安關係時，可以不關心VEE的值。
1. 輸入特性
共基組態型電路的輸入特性（input characteristics）是指：在一定的輸出電壓VCB下，輸入電壓和輸入電流之間的關係（即：VBE-IE伏安關係）。
共基組態電路的輸入特性伏安特性圖如下圖所示：
圖 3-3.04
從上圖中我們可以看到，VBE-IE的伏安曲線與二極體特性曲線很相似。而且可以看到，不同的集電結偏置電壓VCB對於輸入特性的影響非常小，幾乎可以忽略。甚至我們可以將它像二極體一樣作分段近似，如下圖所示：
圖 3-3.05
上圖可以理解為：當BJT在“導通”狀態時，不管射極電流IE如何變化，VBE的值固定在0.7V左右，因此IE的大小實際由電路的其他部分控制。這個結論不只在共基組態成立，在BJT的其他組態中也是成立的。
2. 輸出特性
共基組態型電路的輸出特性（output characteristics）是指：在一定的輸入電流IE下，輸出電流與輸出電壓的關係（即：VCB-IC伏安關係）。
共基組態電路的輸出特性伏安特性圖如下圖所示：
圖 3-3.06
上圖中我們可以看到，輸出伏安特性曲線圖分為3個區域，分別是：放大區、截止區、飽和區，下麵我們分別進行詳細描述：
（1） 放大區
放大區（active region）是圖中綠色部分，占據曲線圖的大部分面積。當共基組態電路的：發射結正偏、集電結反偏時（就是我們前面分析過的最常用的偏置組合），伏安曲線就處於放大區。
對於放大區範圍內的伏安特性曲線，我們可以看出以下2個特性：
① 在放大區範圍內伏安曲線看上去幾乎水平，這說明VCB對集電極電流IC幾乎沒有什麼影響。
② 對於每一個特定發射極電流IE，集電極電流IC幾乎就等於IE，即：IE ≈ IC
（2） 截止區
截止區（cutoff region）是圖中紅色區域部分。當共基組態電路的：集電結反偏、發射結偏置電壓為0或反偏時，發射極電流IE≤0， 伏安曲線就處於截止區。
其偏置情況用下圖進行說明：
圖 3-3.07
當發射結偏置電壓為0（即：發射結開路）時，如上左圖所示，IE=0。當發射結反偏時，如上右圖所示，此時發射結中只有微弱的反偏漏電流通過，IE<0。在這兩種情況下，發射區都不再會有自由電子註入集電極，因此，集電極電流IC僅由集電結反偏電壓VCB產生，數值為極其微小（納安級）的反向漏電流ICBO，可近似認為是0。 只要不擊穿，VCB的變化對ICBO幾乎無影響。
因此，在IE≤0的區域，集電極電流IC都是一條數值為 0的水平直線。
（3） 飽和區
飽和區（saturation region）是圖中橙色部分。至於為什麼叫作“飽和“，等我們後面講完放大器的交流分析後，你就明白飽和是什麼意思了，這裡暫且不表。當共基組態電路的：發射結正偏，集電結也正偏（VCB<0）時，伏安曲線就處於飽和區。
其偏置情況用下圖進行說明：
圖 3-3.08
上面左圖中，集電結外加的正偏電壓較小，這個集電結偏置電壓會產生一個偏置電場，疊加在原來集電結耗盡層自身的內置電場上（圖中未畫出），這個偏置電場會對發射極運動過來的自由電子產生一個阻力，使發射極衝到集電極的自由電子數量減少，在伏安曲線上表現出來就是：隨著集電結正偏電壓增大，IC迅速減小。
當集電結正偏電壓大於某個閾值（0.7V左右）時，如上面右圖所示，此時已經沒有自由電子能突破這個阻力來到集電極了，發射極偏置不能再產生集電極電流IC了。此時，集電結就像一個普通二極體那樣，產生正偏電流（這個電流同原來定義的IC方向相反，故為負），在伏安曲線圖上表現出來就是：當VCB<-0.7V時，IC<0，並且在負方向上急速增大。
3. 參數α
參數α（阿爾法）只能由共基組態電路來定義，我們將圖3-2.05重畫於下：
圖 3-3.09
在上圖中，我們定義直流參數αdc為：“IC中的多子電流分量”與IE的比值。用公式表示即為：
再定義交流參數αac為：當VCB不變時，“集電極電流微小相對變化”與“發射極電流的相應微小變化”的比值（註意到當VCB不變時，ICBO不變，故ΔIC多子=ΔIC總）。用公式表示即為：
交流參數αac通常稱為共基放大繫數（common-base amplification factor）。大多數情況下，直流參數和交流參數的大小非常接近，可以相互通用。對於實際器件，一般α的典型值在0.9～0.998之間。目前我們暫時還用不到參數α，這裡只是順帶瞭解一下，到下一章講BJT的交流分析時，將會看到參數α的用處。
4. 擊穿區域
在前面圖3-3.06的輸出特性伏安曲線圖上， VCB不能無限制增大，當VCB超過某一閾值後，集電極電流IC會急速增長。就像普通二極體的反向擊穿一樣，集電結的反偏電壓如果太大，也會發生反向擊穿。如下圖所示：
圖 3-3.10
在圖中我們可以看到，由於在不同的IE條件下，擊穿電壓值略有不同，所以我們選取IE=0（即：發射結開路）條件下的集電結反向擊穿電壓值作為參數，記作V(BR)CBO，“O”的意思是指發射結開路（open）。
（ end of 3-3 ）
